Fundamenti Tekniċi u Ġestjoni Operattiva ta' Baċir ta' Arjazzjoni ta' Blower ta' -Tagħbija Baxxa
1. Ħarsa ġenerali
1.1 Prinċipju ta' Tħaddim ta' Baċiri ta' Arjazzjoni tal-Blowers
L-arjazzjoni tal-blower, użata komunement fiċ-Ċina, primarjament tinkludi tipi ta 'arjazzjoni mxerrda, spirali u mikroporuża. Baċin ta 'arjazzjoni tipikament jinkludi sistema ta' arjazzjoni, l-istruttura tal-baċin, u portijiet ta 'dħul/ħruġ, li jservu bħala struttura ewlenija fit-trattament tal-ilma tad-drenaġġ tal-ħama attivata. Metodi ta 'arjazzjoni komuni huma arjazzjoni mekkanika u blower. Sistemi ta 'arjazzjoni tal-blower ġeneralment jikkonsistu f'arjaturi u blowers speċjalizzati. Il-baċiri ħafna drabi huma maqsuma f'kompartimenti multipli, kull wieħed kapaċi għal għalf influwenti indipendenti. L-ilma mormi jidħol fil-baċin u joħroġ fit-tarf oppost. Matul dan il-proċess, l-arja tiġi kkonsenjata permezz ta 'kompressuri għal diffużuri fil-qiegħ tal-baċin u rilaxxata bħala bżieżaq.
1.2 Riċerka Relatata dwar Baċiri tal-Arjazzjoni tal-Blowers
Riċerka minn Cheng Dandan et al. sabet li fl-impjanti tat-trattament tad-drenaġġ muniċipali taċ-Ċina (WWTPs), il-blowers tal-arjazzjoni jikkunsmaw madwar 60% tal-enerġija totali. L-integrazzjoni tas-sistema ta 'arjazzjoni b'kontroll intelliġenti ta' PID closed-loop għall-ossiġnu maħlul (DO) u l-implimentazzjoni ta 'strateġiji ta' ffrankar tal-enerġija tal-blower- tista 'tindirizza b'mod effettiv konsum għoli ta' enerġija fis-sistemi ta 'arjazzjoni WWTP, u tnaqqasha b'aktar minn 30%.
Liu Xiaoqi et al. impjega arjaturi ta 'fluss imxerred biex iżidu l-kontenut ta' ossiġnu fl-ilma tad-drenaġġ waqt it-trattament filwaqt li jnaqqas il-konsum tal-enerġija. Dan kiseb ukoll taħlit u distribuzzjoni uniformi tal-ilma-arja, u naqqas ir-rekwiżit ta 'preċiżjoni għall-livellar tal-installazzjoni tal-arjatur.
Chang Kai et al. prestazzjoni mtejba tas-sistema tal-baċin tal-arjazzjoni konvenzjonali billi timmodifika l-modalità oriġinali tal-ġbir tal-arja. Huma ssostitwixxew arjaturi mikroporużi tradizzjonali b'arjaturi mikroporużi tal-pjanċa tas-silikon ta 'effiċjenza ta' ossiġnu għolja-trasferiment u ssostitwixxew baċiri ta 'arjazzjoni tal-fluss ta' fluss wieħed-pass straight-bi tliet-baċiri tal-fluss serpentin ta 'passaġġ. L-inkorporazzjoni ta 'kontroll preċiż ta' arjazzjoni tejbet aktar is-sistema, u tindirizza kwistjonijiet ta 'konsum għoli ta' enerġija, effiċjenza baxxa u trasferiment tal-massa fqir f'metodi tradizzjonali ta 'arjazzjoni tal-blower.
1.3 Ġestjoni Operattiva ta' Baċiri ta' Arjazzjoni tal-Blowers
Il-baċiri tal-arjazzjoni tal-blower jintużaw ħafna fit-trattament tal-ilma mormi. Wara l-prinċipju ta '"trattament separat għal flussi ta' skart differenti," unità speċifika ta 'trattament tad-drenaġġ salin ta' WWTP primarjament tieħu ħsieb l-ilma tad-drenaġġ tad-desalinizzazzjoni elettrika minn distillazzjoni atmosferika-vakwu, ilma purifikat imqaxxar, ilma mormi tan-newtralizzazzjoni tal-alkilazzjoni, u xi effluwent supernatant u ta '-salinità għolja. Din l-unità għandha sistema ta 'trattament bijoloġiku ta' tliet-stadji, bil-baċin tal-arjazzjoni tal-blower bħala l-istadju sekondarju. Id-Domanda ta' Ossiġenu Kimiku (COD) medja influwenti tagħha hija konsistentement taħt il-100 mg/L, u tikklassifikah bħala proċess ta' ħama attivata b'tagħbija baxxa-. Lil hinn mill-aġġornamenti tat-tagħmir, iż-żamma ta 'tħaddim ottimali teħtieġ kontroll bir-reqqa u aġġustament tal-parametri tal-proċess.
2. Ħarsa ġenerali tal-Faċilità
2.1 Fluss tal-Proċess tal-Unità tat-Trattament tal-Ilma tad-Dranaġġ Salin
L-unità timpjega proċess ta' "Ekwalizzazzjoni + Separazzjoni taż-Żejt + Flotazzjoni f'żewġ -Stadji + Trattament Bijoloġiku Tliet-Stadji", b'effluwent ittrattat mibgħut lil unità tal-illustrar. Is-separatur taż-żejt juża disinn ta 'fluss orizzontali u pjanċa inklinata magħquda. Iż-żewġ stadji ta 'flotazzjoni jutilizzaw Vortex Cavitation Air Flotation (CAF) u Parzjali Reflux Pressurized Dissolved Air Flotation (DAF), rispettivament. It-tliet stadji bijoloġiċi huma sekwenzjali: Tank tal-Arjazzjoni tal-Ossiġenu Pur III, Tank tal-Arjazzjoni tal-Blower, u Tank Bijokimiku Sekondarju (EM-BAF). Il-fluss tal-proċess huwa muri fiFigura 1.
2.2 Deskrizzjoni tal-Baċir tal-Arjazzjoni tal-Blower
Il-baċin tal-arjazzjoni tal-blower huwa faċilità repurposed oriġinarjament mibnija fl-1995 bħala parti minn unità ta 'trattament tal-ilma mormi żejtni. Juża disinn ta' arjazzjoni tal-fluss ta' plug-tradizzjonali b'volum effettiv ta' 3,888 m³ u ħin ta' żamma idrawlika kurrenti (HRT) ta' madwar 17.6 sigħat. Il-baċin jopera f'żewġ ferroviji paralleli, kull wieħed b'erba' kompartimenti. L-arjaturi huma installati fil-qiegħ, fornuti minn blowers ċentrifugali biex jipprovdu ossiġnu għall-metaboliżmu tal-ħama attivat. Hija mgħammra wkoll b'żewġ kjarifikaturi sekondarji (Φ18m x 5m).
Fi ħdan is-sistema bijoloġika ta' tliet-stadji:
- Stadju 1 (Tank tal-Arjazzjoni tal-Ossiġenu Pur III): Il-funzjoni primarja hija t-tneħħija tal-COD.
- Stadju 2 (Blower Aeration Tank): Il-funzjoni primarja hija t-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja (NH₃-N), il-funzjoni sekondarja hija t-tneħħija ulterjuri tal-COD.
- Stadju 3 (Tank Bijokimiku Sekondarju - EM-BAF): Jiffunzjona biex ikompli jillustra l-effluwent COD u NH₃-N, u jiżgura l-kwalità finali tal-ilma.
2.3 Blower Aeration Baċin Influwent u Kwalità tal-Effluwent
Influwent għall-baċin tal-arjazzjoni tal-blower ġej minn Tank tal-Arjazzjoni tal-Ossiġenu Pur III, b'limiti ta 'tniġġis: CODcr Inqas minn jew ugwali għal 300 mg/L, NH₃-N Inqas minn jew ugwali għal 30 mg/L, Solidi Sospiżi (SS) Inqas minn jew ugwali għal 50 mg/L.
L-effluwent tiegħu jagħti t-Tank Bijokimiku Sekondarju, b'limiti: CODcr Inqas minn jew ugwali għal 120 mg/L, NH₃-N Inqas minn jew ugwali għal 30 mg/L, SS Inqas minn jew ugwali għal 50 mg/L.
L-effluwent finali mit-Tank Bijokimiku Sekondarju għandu jilħaq: CODcr Inqas minn jew ugwali għal 70 mg/L, Petroleum Inqas minn jew ugwali għal 5 mg/L, NH₃-N Inqas minn jew ugwali għal 3 mg/L.
Matul l-2021, CODcr influwent medju tal-baċin kien 67.094 mg/L, u NH₃-N medju kien 23.098 mg/L, it-tnejn jissodisfaw ir-rekwiżiti tad-disinn. Madankollu, l-influwent COD notevolment baxx wassal għal defiċjenza tas-sors tal-karbonju għall-ħama attivata, b'impatt fuq il-metaboliżmu normali tiegħu. Bil-maqlub, biżżejjed nitroġenu tal-ammonja u konċentrazzjoni baxxa ta 'tniġġis organiku fil-likur imħallat iffavorixxa n-nitrifikazzjoni, li pproċediet b'mod effettiv.
3. Fatturi ta' Influwenza Operazzjonali u Miżuri ta' Kontroll
3.1 Impatt ta 'Tagħbija Influwenti Baxxa u Tixjiħ tal-Ħama
B'COD influwenti f'67.094 mg/L-taħt kemm il-limitu tad-disinn (Inqas minn jew ugwali għal 300 mg/L) kif ukoll id-domanda tal-karbonju mikrobjali (madwar . 100 mg/L BOD₅)-il-ħama attivata esperjenzat defiċjenza tas-sors tal-karbonju. It-tagħbija baxxa rriżultat fi tkabbir bil-mod tal-ħama, li għamilha suxxettibbli għat-tixjiħ u tifforma struttura maħlula. Ħama anzjana, mejjet iffurmat ħmieġ li jżomm f'wiċċ l-ilma fuq il-wiċċ tal-kjarifikatur sekondarju. Mingħajr tagħmir għall-ġbir tal-ħmieġ, dan il-ħmieġ ħareġ bl-effluwent, u kkawża turbidità, qabeż il-limiti COD u SS, u sussegwentement tagħbija żżejjed it-Tank Bijokimiku Sekondarju downstream, u affettwa l-kwalità finali tal-effluwent tiegħu.
Kontromiżura: It-tim operattiv ikkontrolla l-konċentrazzjoni ta’ Solidi Sospiżi ta’ Likuri Imħallta (MLSS). Bl-użu ta 'ċilindru gradwat ta' 1000 mL għat-test tal-Indiċi tal-Volum tal-Ħama (SVI) ta '30 minuta, żammew SVI madwar 20%, li jikkorrispondi għal MLSS ta' madwar 2 g/L. Din l-effiċjenza tat-tneħħija tal-inkwinanti bilanċjata bil-prevenzjoni tat-tixjiħ tal-ħama, il-wiċċ f'wiċċ l-ilma u d-deterjorazzjoni tal-kwalità tal-ilma. It-tkabbir bil-mod tal-ħama fisser ħela minimu u mhux frekwenti tal-ħama, li ppermetta lill-batterji nitrifikanti żmien ta 'residenza li jaqbeż il-ħin minimu ta' ġenerazzjoni tagħhom, u jippromwovi aktar in-nitrifikazzjoni.
3.2 Impatt tal-Kontroll tal-Ossiġenu Maħlul (DO).
Mikro-organiżmi fil-ħama attivata huma primarjament aerobiċi, tipikament jeħtieġu DO bejn 1-3 mg/L. L-istandards korporattivi jistabbilixxu l-firxa DO għal baċiri ta 'arjazzjoni tradizzjonali ta' plug-flow għal 2-4 mg/L, b'nitrifikazzjoni li teħtieġ DO ġeneralment mhux inqas minn 2.0 mg/L. It-tagħbija attwali ta 'influwenza baxxa u l-konċentrazzjoni mnaqqsa aktar MLSS naqqsu d-domanda DO, u għamlu l-kontroll ta' sfida. Iż-żamma ta 'taħlit sħiħ ta' spiss tgħolli l-DO 'l fuq minn 4 mg/L, filwaqt li l-kontroll tad-DO fi ħdan il-firxa fil-mira kultant wassal għal taħlit inadegwat f'xi żoni, li jikkawża t-twaħħil tal-ħama.
Barra minn hekk, DO għoli jaċċellera d-dekompożizzjoni tal-materja organika, u jaggrava t-tixjiħ tal-ħama. Għalhekk, fil-prattika, DO huwa kkontrollat madwar 3 mg/L. Barra minn hekk, il-valvi tal-arja kollha huma aġġustati bejn wieħed u ieħor kull xahar biex itejbu l-uniformità tat-taħlit, jerġgħu jattivaw flocs inattivi, u jżommu l-bijomassa attiva.
3.3 Impatt tat-Temperatura tal-Ilma
It-temperatura taffettwa b'mod sinifikanti l-attività mikrobjali. Temperaturi xierqa jippromwovu l-attività, filwaqt li temperaturi baxxi jinibixxuha jew inaqqsuha, u temperaturi għoljin jistgħu jbiddlu l-fiżjoloġija jew jikkawżaw il-mewt. F'din is-sistema, batterji termofiliċi huma l-gruppi funzjonali ewlenin. Għas-sigurtà tas-sistema, it-temperatura tipikament tinżamm bejn 15-35 grad, għalkemm il-medda xierqa hija 10-45 grad. Li jaqbeż it-30 grad jista 'jidnatura l-proteini nitrifikaturi, u jnaqqas l-attività tagħhom. Il-ħama attivata fiha kemm batterji COD-degradanti kif ukoll nitrifikanti, bin-nitrifikazzjoni jkollha medda ottimali idjaq ta' 5-30 grad.
L-influwent tal-ilma mielaħ tad-drenaġġ fih flussi ta'-temperatura għolja. Inċidenti tal-imgħoddi involvew ġranet konsekuttivi ta' temperatura tal-influwenza li taqbeż l-40 grad, li wasslu għal diżintegrazzjoni tal-ħama, mewt ta' COD-degraders u nitrifikaturi, u kollass tas-sistema. Sussegwentement, termometru ġie installat fuq il-linja tal-effluwent tat-tank tal-ekwalizzazzjoni biex tikkontrolla b'mod strett it-temperatura tal-ħruġ biex ma taqbiżx l-40 grad, u jissodisfa r-rekwiżiti tat-temperatura tal-ħama. Ma seħħ l-ebda inċident simili li jaffettwa n-nitrifikazzjoni fl-2021.
3.4 Impatt tal-Alkalinità
Skont standards rilevanti tal-intrapriża, meta tuża ħama attivata għat-tneħħija tal-ammonja, il-proporzjon tal-alkalinità totali tal-influwenti għal nitroġenu tal-ammonja m'għandux ikun inqas minn 7.14; inkella, l-alkalinità għandha tiġi supplimentata. B'disinn influwenti NH₃-N ta '30 mg/L u medja attwali ta' 23.098 mg/L, l-alkalinità totali meħtieġa mhix inqas minn 214.2 mg/L. Bħalissa, l-alkalinità influwenti hija insuffiċjenti, u teħtieġ żieda ta 'irmied tas-soda (Na₂CO₃) ta' kuljum biex tissodisfa t-talbiet tal-proċess.
3.5 Impatt tal-pH u Sustanzi Tossiċi
Activated sludge microorganisms thrive in a pH range of 6.5–8.5. Below pH 4.5, protozoa largely disappear, most microbial activity is inhibited, fungi become dominant, floc structure is destroyed, and sludge bulking can occur. Above pH 9, metabolism is severely affected, causing floc disintegration and bulking. Wastewater with pH >10 jew<5 should be neutralized before entering the aeration basin.
Il-metaboliżmu tal-mikrobi aerobiku jista 'jbaffera moderatament il-bidliet fil-pH. Pereżempju, l-użu tal-kompost tan-nitroġenu jista' jbaxxi l-pH waqt in-nitrifikazzjoni, filwaqt li d-dekarbossilazzjoni tipproduċi amini alkalini, u tgħolli l-pH. Dan jippermetti akklimazzjoni fit-tul għal ilma mormi kemmxejn aċiduż/alkalin. L-alkalinità inerenti tal-ilma tad-drenaġġ tgħin ukoll biex tinibixxi l-waqgħa tal-pH.
Madankollu, bidliet drastiċi fil-pH (eż., influss alkalin f'daqqa f'sistema aċiduża) għandhom impatt sinifikanti fuq il-mikrobi u jistgħu jfixklu l-operat. Għalhekk, in-neċessità tan-newtralizzazzjoni tiddependi fuq il-każ speċifiku. Fluttwazzjonijiet minuri u konsistenti tal-pH, speċjalment b'aċidi/bażijiet dgħajfa, jistgħu ma jeħtieġux newtralizzazzjoni. Fluttwazzjonijiet akbar jeħtieġu aġġustament tal-pH għal newtrali.
Il-batterji nitrifikanti huma pH-sensittivi ħafna, b'nitrifikazzjoni ottimali f'pH 7.2–8.0, filwaqt li mikrobi ġenerali jippreferu 6.5–8.5. Għal drenaġġ industrijali speċifiċi, it-tipi ta 'sustanzi tossiċi ħafna drabi huma ffissati, iżda l-konċentrazzjonijiet u l-volumi ta' skariku jvarjaw. Minbarra l-ekwalizzazzjoni, il-livelli ta' sustanzi tossiċi influwenti għandhom jiġu mmonitorjati u kkontrollati. Wara l-akklimazzjoni tal-ħama, għandu jiġi stabbilit limitu massimu ta 'konċentrazzjoni ta' influwenti abbażi tal-grad ta 'akklimazzjoni u l-esperjenza operattiva. Qbiż fit-tul jeħtieġ miżuri bħat-tnaqqis tal-influss, iż-żieda tar-riċiklaġġ tal-ħama, jew it-titjib tal-ossiġenazzjoni biex jipprevjenu avvelenament mikrobjali u falliment tat-trattament. Bħalissa, ma nstabu l-ebda sustanza tossiċi li jikkawżaw avvelenament mikrobjali fl-influwent tal-baċin.
3.6 Impatt ta 'Tagħbijiet ta' Xokk Influwenti
Is-COD influwenti jibqa' baxx b'mod stabbli b'varjazzjonijiet żgħar, u NH₃-N u Nitroġenu Totali (TN) jibqgħu wkoll f'meded relattivament stabbli fuq perjodi twal. Il-popolazzjoni tan-nitrifikatur tibqa' relattivament fissa. Madankollu, minħabba r-rata ta 'tkabbir bil-mod tagħhom, żieda f'daqqa u sinifikanti fl-influwenti NH₃-N jew TN tista' tissatura l-kapaċità ta' tneħħija tal-baċin, u tikkomprometti l-kwalità tal-effluwent NH₃-N u TN.
Teoretikament, id-domanda mikrobjali N u P issegwi proporzjon BOD₅:N:P ta '100:5:1. Madankollu, il-kontenut ta 'N u P ivarja ħafna mat-tip ta' ilma mormi industrijali. Xi drenaġġ huma għoljin f'N u P, u jeħtieġu t-tneħħija biex jilħqu l-istandards. Oħrajn huma defiċjenti, u jeħtieġu supplimentazzjoni biex jevitaw li jillimitaw il-metaboliżmu. Għall-baċiri operattivi li jittrattaw ilma tad-drenaġġ baxx ta 'N/P, livelli influwenti ta' madwar 10 mg/L NH₃-N u 5 mg/L fosfat jistgħu基本 jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-mikrobi. Livelli fit-tul taħt dawn jeħtieġu dożaġġ N/P miżjud.
It-tħaddim ta 'kuljum jeħtieġ monitoraġġ mill-qrib ta' NH₃-N u TN fil-flussi kollha influwenti u l-effluwent tat-tank ta 'ekwalizzazzjoni, kif ukoll fil-flussi ta' riċiklaġġ minn tankijiet ta 'aġġustament, biex jipprevjenu t-tagħbija żejda tal-unità tal-illustrar downstream u thedded is-sikurezza tal-ilma tar-rimi finali.
4. Konklużjoni
Bħala r-reattur tan-nitrifikazzjoni tal-qalba fl-unità tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ salin, il-baċin tal-arjazzjoni tal-blower jeħtieġ monitoraġġ mill-qrib ta 'kuljum tat-temperatura tal-ilma, influwenti NH₃-N, u TN. Kontroll strett tal-konċentrazzjoni MLSS, iż-żamma ta' DO madwar 3 mg/L, u l-iżgurar ta' żieda adegwata ta' alkalinità huma essenzjali. Taħt dawn il-miżuri ottimizzati, is-sistema taħdem b'mod stabbli bi kwalità eċċellenti ta 'effluwent: COD medju ta' 54.213 mg/L, NH₃-N ta '9.678 mg/L, u SS ta' 23.849 mg/L, tissodisfa bis-sħiħ ir-rekwiżiti tal-influwenza tat-Tank Bijokimiku Sekondarju. Ittestjar kontinwu, sommarju, u ottimizzazzjoni minn aspetti multipli huma wkoll kruċjali biex tiġi żgurata aktar l-affidabbiltà tat-tagħmir u l-effiċjenza tat-trattament tas-sistema.